酸・アルカリと中和H⁺とOH⁻・塩・価数の基本
水に溶けて水素イオン H⁺を出す物質を酸(さん)、水に溶けて水酸化物イオン OH⁻を出す物質をアルカリ(塩基)っていうんだよ。酸とアルカリを混ぜると、たがいの性質を打ち消し合うんだ。この反応を中和(ちゅうわ)っていうよ。
① 酸とアルカリの性質
| 性質 | BTB溶液 | リトマス紙 | フェノールフタレイン液 | 例 |
|---|---|---|---|---|
| 酸性 | 黄色 | 青→赤 | 変化なし(無色) | 塩酸 HCl、硫酸 H₂SO₄、硝酸 HNO₃ |
| 中性 | 緑色 | 変化なし | 変化なし(無色) | 食塩水、純水 |
| アルカリ性 | 青色 | 赤→青 | 赤色 | 水酸化ナトリウム NaOH、水酸化カルシウム Ca(OH)₂ |
② 中和とは
酸の H⁺ と アルカリの OH⁻ が結びついて、水(H₂O)ができる反応が中和なんだ。
H⁺ + OH⁻ → H₂O
H⁺ と OH⁻ がちょうど同じ数になったとき、たがいの性質が完全に打ち消されて、液は中性になるよ。
③ 塩(えん)ができる
中和では、水のほかに、酸の陰イオンとアルカリの陽イオンが結びついた塩(えん)もできるんだ。
塩酸 + 水酸化ナトリウム → 塩化ナトリウム + 水
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
このとき NaCl(食塩)が塩だよ。塩には、水に溶けるもの(NaCl など)と、溶けずに沈むもの(硫酸バリウム BaSO₄ など)があるんだ。
④ 価数(やりとりする H⁺・OH⁻ の数)
酸やアルカリには、1分子から出る H⁺・OH⁻ の数(価数)が違うものがあるんだ。中和では、この数をそろえる必要があるよ。
硫酸 H₂SO₄ … 1分子で H⁺ を2個出す(2価の酸)
水酸化カルシウム Ca(OH)₂ … 1分子で OH⁻ を2個出す(2価のアルカリ)
例:H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O
水酸化カルシウム Ca(OH)₂ … 1分子で OH⁻ を2個出す(2価のアルカリ)
例:H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O
⑤ pH(ピーエイチ)で酸性・アルカリ性を表す
酸性かアルカリ性かのつよさは、pHという数字で表せるよ。0に近いほど酸性がつよくて、14に近いほどアルカリ性が強いんだ。ちょうど7が中性だよ。
中和して中性になると、pHはちょうど7に近づくよ。pHを調べると、今の液が酸性かアルカリ性か、ひとめで分かるんだ。
⑥ 中和と発熱
中和が起こると熱が発生するよ(発熱反応)。酸とアルカリを混ぜると液の温度が上がるのは、このためなんだ。

